Astronomii au descoperit unde se află materia lipsă din Univers

Materia obișnuită, formată din protoni și neutroni, reprezintă mai puțin de 15% din toată materia existentă în univers. Însă, până acum, aproximativ jumătate din această materie barionică nu fusese identificată nicăieri. Deși calculele bazate pe radiația cosmică de fond, rămasă de la momentul Big Bang, care au avut loc în urmă cu 13,8 miliarde de ani, indicau cantitatea totală de materie, cercetătorii n-au putut să o localizeze efectiv până acum. Un studiu publicat în revista Nature Astronom, citat de Reuters, dezvăluie unde s-a ascuns toată această materie.

Studiul, condus de profesorul Liam Connor de la Universitatea Harvard, face lumină în misterul legat de localizarea materiei lipsă din univers, recent descoperită sub forma unui gaz extrem de rarefiat, aproape invizibil, ascuns în vastul spațiu intergalactic. Gazul formează mediul dintre galaxii, ca un fel de „ceață” între ele, și a fost detectat datorită efectului său asupra undelor radio care călătoresc prin Univers.

„Așadar, întrebarea cu care ne-am confruntat a fost: Unde se ascunde? Răspunsul pare să fie: într-o rețea cosmică difuză și firavă, departe de galaxii”, a explicat astrofizicianul canadian.

Telescopul James Webb detectează o galaxie din zorii universului, cea mai îndepărtată de până acum

Astronomii au putut observa două galaxii din universul timpuriu înainte să devină una singură 

Liam Connor: „Dacă universul ar fi un loc plictisitor, toată materia obișnuită ar forma stele”

Cercetătorii au folosit un instrument fascinant pentru a rezolva misterul: exploziile rapide de unde radio, Fast Radio Bursts. Liam Connor este cunoscut pentru cercetările legate de originea exploziilor rapide de unde radio și aplicațiile lor în cosmologie, dar și pentru utilizarea inteligenței artificiale în astrofizică. El construiește rețele de radiotelescoape care surprind cerul la frecvențe înalte și detectează semnale radio extrem de scurte.

Aceste impulsuri puternice de unde radio, venind de la miliarde de ani-lumină distanță, suferă o dispersie atunci când trec prin materie. Iar felul în care semnalul radio se împrăștie în drumul spre Pământ le permite cercetătorilor să estimeze câtă materie a întâlnit în calea lui prin spațiu.

„Dacă Universul ar fi un loc mai plictisitor sau dacă legile fizicii ar fi diferite, ai putea constata că toată materia obișnuită s-ar aduna în galaxii, s-ar răci, ar forma stele, până când fiecare proton și neutron ar face parte dintr-o stea. Dar nu asta se întâmplă”, a explicat cercetătorul de la Harvard.

Au fost analizate semnale radio venite de la peste 9 miliarde ani lumină

În total, au fost analizate 69 de astfel de explozii rapide de unde radio, dintre care 39 au fost descoperite cu ajutorul Deep Synoptic Array, o rețea de 110 telescoape, aparținând Observatorului Owens Valley din California. Unele semnale au venit de la distanțe de aproape 9,1 miliarde de ani-lumină, cele mai îndepărtate astfel de semnale înregistrate vreodată.

Aceasta înseamnă că semnalele radio detectate au călătorit prin spațiu timp de 9 miliarde de ani înainte să ajungă la noi, iar astăzi vedem (sau „auzim”, în unde radio) cum arăta universul cu 9 miliarde de ani în urmă, când avea o treime din vârsta lui actuală.

La scară umană, e ca și cum ai încerca să vezi un licurici clipind la marginea unui continent, numai că acel continent e de miliarde de ori mai mare decât galaxia noastră. Pentru comparație, dimensiunea galaxiei în care se află planeta noastră, Calea Lactee, are aproape 100.000 ani-lumină în diametru.

Ceea ce cunoaștem din Univers este doar o fărâmă din ceea ce există cu adevărat

Potrivit noilor date cuantificate, 76% din materia obișnuită se află în spațiul intergalactic, 15% în halourile care înconjoară galaxiile și restul de 9% în interiorul galaxiilor, în stele și gaze. Aceste rezultate arată că, atunci când stele masive explodează în supernove sau când găurile negre foarte mari expulzează materie în urma consumului de gaz sau stele, materia a fost aruncată în afara galaxiilor, unde a rămas într-o formă difuză de plasmă.

Așadar, tot ceea ce vedem în Univers: galaxii, planete, viața însăși, care e tot materie, reprezintă doar o fracțiune minusculă, numai 9% din materia obișnuită a universului. Restul de 91% este invizibil ochiului liber, amintindu-ne că ceea ce cunoaștem este doar o fărâmă din ceea ce există cu adevărat.

Un nou mister care trebuie dezlegat: materia întunecată

Acum că toată materia obișnuită a fost localizată, în sfârșit, iar fizicienii au dovada că cea mai mare parte a materiei lipsă se găsește sub formă de gaz dispersat în spațiul intergalactic, se deschide drumul pentru alte întrebări și provocări, potrivit lui Liam Connor, liderul echipei care a făcut aceste descoperiri: „Putem trece acum la mistere și mai importante legate de materia obișnuită din univers”, a precizat cercetătorul.

Declarația astrofizicianului, adecvată spiritului cercetării științifice, arată că rezolvarea unei enigme nu încheie cercetarea, ci doar o alimentează. „Care este natura materiei întunecate și de ce este atât de dificil de măsurat direct?” este misterul spre care se îndreaptă acum oamenii de știință de la Harvard, sperând să-l deslușească în următoarele decenii, prin observații și tehnologii din ce în ce mai avansate.